В современных условиях для обеспечения должного уровня безопасности на промышленных и других важных объектах (особенно при большом количестве персонала на объекте, наличии областей с различным уровнем доступа, наличии большого количества временных интервалов доступа и др.) необходимо применять автоматизированные системы контроля и управления доступом.

В настоящее время наиболее распространенными являются системы контроля управления доступом с централизованной структурой. В таких системах данные, поступающие от периферийных устройств (например, охранных извещателей), передаются на центральное устройство управления (контроллер), где происходит их обработка, и предпринимаются какие-либо действия (например, открытие или закрытие дверей), кроме того, данные могут передаваться на пункт охраны для отображения и контроля.

Одним из основных недостатков централизованных систем контроля доступа является то, что выход из строя центрального контроллера приводит к практически полной потере функционала системы или значительной ее части. Основной метод борьбы с подобными ситуациями — резервирование, то есть хранение дополнительных центральных устройств управления, которые вступают в работу при отказе первичного устройства. Эти устройства могут быть пространственно разделены с первичным, что уменьшает вероятность их одновременного отказа. Другим способом преодоления проблем, описанных выше, является создание систем с распределенным интеллектом.

В системах с распределенным интеллектом данные, получаемые от периферийных устройств, обрабатываются непосредственно приемниками независимо друг от друга. Приемники обмениваются данными между собой, так что каждый из них обладает информацией, полученной на другом приемнике. Кроме этого, данные также могут быть отправлены на пункт охраны.

Можно выделить следующие преимущества систем с распределенным интеллектом:

- Независимость работы (выход из строя одного контроллера никак не влияет на работу другого и мало влияет на функциональность системы)
- Равномерность нагрузки и быстрота выполнения (обработка производится быстрее, чем в централизованных системах, при этом вычислительная нагрузка равномерно распределена по устройствам)
- Масштабируемость (добавление или удаление компонентов системы осуществляется более просто).

Основной задачей при создании такой системы является разработка устройства управления, выполняющего обработку данных. В данной работе рассматривается одна из возможных реализаций такого устройства. В этой реализации из-за физического недостатка портов ввода-вывода микроконтроллера для коммуникации со всем периферийным оборудованием и другими контроллерами в обрабатывающих устройствах используется мультипроцессорная система, состоящая из двух микроконтроллеров. Один из контроллеров выполняет обработку поступающих данных, другой контроллер выполняет функции расширения и соединяется с внешними устройствами (рис. 1). Целью данной работы является разработка протокола обмена данными между контроллерами, обеспечение приема информации от периферийных устройств и ее первичная обработка, а также управление этими устройствами.



схема РУУ
Рис. 1. Принципиальная схема разрабатываемого устройства управления

Контроллер расширения может работать в двух режимах: в первом режиме он соединен с 16 аналоговыми тревожными шлейфами, во втором режиме – с 4 считывателями proximity-карт (в дальнейшем возможны комбинированные режимы). Передача информации от считывателей производится по протоколу Wiegand. При помощи 8 реле контроллер осуществляет управление периферийными устройствами. Поступающие на контроллер данные передаются управляющему контроллеру, где происходит их анализ, после чего от управляющего контроллера поступает команда, которую контроллер расширения выполняет. Обмен данными между контроллерами будет осуществляться по интерфейсу UART.

Данная мультипроцессорная система позволяет разрешить проблему недостатка выводов микроконтроллера и разделить систему обработки на два блока: обрабатывающий и принимающий. Впоследствии часть функций контроллера обработки может быть перенесена в контроллер расширения (например, проверка номеров proximity-карт по их базе), что позволит увеличить быстродействие.



УДК 004.75
Автор: И.А. Орехов
Московский физико-технический институт
Читайте также: